《测量电功率》学案
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约6280字。
第三节 测量电功率
一、课前知识准备
1.测量小灯泡的电功率的原理是:__________,要测量小灯泡的电功率,需要测量_______________和_______________
(答案:P=IU 通过小灯泡的电流I 小灯泡两端的电压U)
2.要测量小灯泡在不同电压下的电功率,就需要_______________和小灯泡串联,通过改变________________________,改变小灯泡两端的电压和小灯泡中的电流.
(答案:滑动变阻器 滑动变阻器的滑片位置)
二、名师解读点拨
知识点1:测量小灯泡的电功率
测额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率时,连接好电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片放在_______________________,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_________,同时记下电流表的示数I。小灯泡的额定功率由公式______计算。
答案:阻值最大的位置上 2.5 V P额=U额I
【明确】根据设计的电路图连接电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置上,以达到保护电路的作用;通过调节滑动变阻器来改变电路中的电流大小,从而调节灯泡两端电压的大小,得到需要的功率。
【注意】在移动滑动变阻器的滑片测量时,应先将滑片移在小灯泡额定电压值的位置上。先测出额定电压对应的电流值,再使小灯泡两端的电压变化,使灯泡两端的电压是额定电压6/5倍时、小灯泡两端的电压是额定电压4/5倍时,测出对应的电流值(弄清楚如何移动滑动变阻器滑片可以使其电阻值增大或减小).利用P=IU计算出对应的电功率。在读取电流表、电压表数值时.要先弄清楚电流表、电压表接入电路的量程以及该量程下每一大格、每一小格代表的数值.读数时眼睛正对刻线,确保读数正确.
【比较】伏安法测导体电阻实验和伏安法测小灯泡的电功率实验
实验所用器材相同,电路图(如图)基本相同,测量方法相同,记录的数据也基本相同。区别:①原理不同 R=U/I ,P=UI ②测电阻时,为了减小误差而应多次测量求平均值;测电功率时,通过每组实验的数据求出的都是用电器在不同电压下的实际功率,所以绝对不能求几次实验结果的平均值(滑动变阻器的调节作用不同)。
【拓展】(1)电压表和定值电阻替代法测小灯泡的额定功率.
现有器材:电池组、电压表、滑动变阻器、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R0,你如何测额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率?
答案:①如图所示连接电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8 V;
②用电压表测R0两端电压U0;
③小灯泡的额定功率P额=U额U0/R0
(2)电流表和定值电阻替代法测小灯泡的额定功率.
现有器材:电池组、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻风,你如何测额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率?
答案:①如图所示连接电路,调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为I0与R0的乘积为3.8 V,即,I0R0=3.8 V.
②滑片不动,用电流表测通过小灯泡的电流.
③求解:P额=U额I=I0R0.
(3)伏安法的转换法测小灯泡的额定功率.
例:现要求测出一只额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率.提供的器材有:电源(电压恒为6 V)一只,滑动变阻器(最大阻值与小灯泡正常发光时的电阻差不多)一个,电流表和电压表各一只,开关一个,导线若干.电流表的量程满足实验要求,而电压表的量程只有0~3 V.请根据以上器材,设计出实验电路,并写出实验步骤.
答案:①电路图如图所示.
②a.按电路图连接电路,开关处于打开状态,滑动变阻器的滑片置于阻值最大位置.b.闭合开关,调节滑片,使电压表示数为2.2 V;c.记下电流表示数I,算出额定功率.
知识点2:电能表测用电器的电功率
如何利用你家电能表(盘面标有“3000 r/kW• h”)测你家某用电器的功率?
答案:①只让待测功率的用电器工作,记下电能表转盘转过一定转数n所用的时间t;
②由“3000 r/kW•h”得3000转:n=3.6×106J:W,于是 W=1.2×103n J;
三、拓展整合创新
类型之一:测量小灯泡的电功率
【例1】实验探究:
[提出问题]
给你额定电压为6V的小灯泡—只,你能测出它发光时的电功率吗?
[制定计划与设计实验]
①根据电功率公式,要测电功率需测出电压U和电流I;②设计如图甲所示的电路进行实验,选择图乙所示的仪器和器材(用笔画线进行连接);③为比较不同电压下灯泡工作的功率,实验进行三次.
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